Question

【題目】如圖所示，在豎直平面內， 為水平放置的絕緣粗糙軌道， 為豎直放置的足夠長絕緣粗糙軌道， 與通過四分之一絕緣光滑圓弧形軌道平滑連接，圓弧的圓心為，半徑，軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場強度的大小，現有質量，電荷量的帶電體（可視為質點）．從點由靜止開始運動，已知，帶電體與軌道、間的動摩擦因數均為，假定帶電體與軌道之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等．求：（取）

（1）帶電體運動到圓弧軌道點時的速度大小．

（2）帶電體最終停在何處．

Answer 1

【答案】（1）；（2）

【解析】（1）設帶電體到達點時的速度為，從到由動能定理得：

，

解得： ．

（2）設帶電體沿豎直軌道上升的最大高度為，從到由動能定理得：

，

解得： ，

在最高點，帶電體受到的最大靜摩擦力：

，

重力，

因為，

所以帶電體最終靜止在與點豎直距離為處．

綜上所述本題答案是：（1）；（2）